Để một ampli cũ tỏa sáng trở lại (phần 1)

Những chiếc ampli xưa cũ, có từ cách đây vài chục năm vẫn là một thứ khá hấp dẫn đối với nhiều người chơi âm thanh, không chỉ bởi giá trị sưu tập mà còn vì chất âm khá đặc biệt. Vậy làm thế nào để chúng có thể hoạt động được như ban đầu?

Tụ cấp nguồn – nguồn cơn của mọi việc

Một trong những cách xây dựng hệ thống âm thanh tiết kiệm và hiệu quả nhất là chọn mua các thiết bị cũ đã qua sử dụng. Nguồn cung cấp thiết bị như vậy trên thị trường rất lớn và nếu may mắn, người mua có thể tìm được những ampli từ các thương hiệu như Audio Research, Conrad Johnson, Luxman, PS Audio, Dynaco, Marantz, Sansui, Quad với giá rất rẻ. Tuy nhiên, các thiết bị cũ thường có chất âm rất kém so với thiết bị mới, bởi một loạt các linh kiện đã quá cũ, cần phải được thay thế.

Một trong những rào cản lớn nhất khi sửa thiết bị cũ là quyết định linh kiện nào cần thay và nên chọn linh kiện nào để thay thế cho chúng. Mặc dù danh sách các linh kiện thay thế được rất dài, tụ điện thường là mục tiêu đầu tiên bởi chúng có ảnh hưởng lớn đến chất âm. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào một trong những linh kiện quan trọng và thường bị lão hóa sớm nhất – tụ cấp nguồn.

Tụ cấp nguồn là gì và vì sao chúng nhanh lão hóa?

Có khá nhiều tầng linh kiện trong một mạch cấp nguồn. Trước hết, biến áp được dùng để đổi giá trị của dòng điện áp ở cuộn sơ cấp, vốn bắt nguồn từ ổ điện thành một giá trị khác ở cuộn thứ cấp. Giá trị này được lựa chọn dựa vào ứng dụng mà mạch nguồn được dùng vào. Cuộn thứ cấp của biến áp sau đó được nối với chỉnh lưu. Chỉnh lưu là một loạt các diode chuyển dòng một xoay chiều (50 hoặc 60Hz) thành dòng một chiều (0Hz). Bất cứ khi nào sóng của dòng xoay chiều chạm đến điểm chuyển giao bán kỳ, hay còn gọi là điểm về 0 (zero crossing point) đó cũng là là lúc chỉnh lưu bị ngắt hoàn toàn. Điều này gây ra gây ra những thành phần xoay chiều ký sinh (parasitic AC) sau chỉnh lưu với tần số cao gấp đôi tần số chính, những thành phần này còn được gọi là phần gợn của dòng điện.

Tụ điện được dùng sau quá trình chỉnh lưu để lưu năng lượng và lọc. Khi các diode trong chỉnh lưu bắt đầu phân cực, chúng sẽ sạc cho tụ. Ở tại điểm về 0, chỉnh lưu bị ngắt nên chúng sẽ ngừng cấp dòng cho tụ điện. Tại điểm này, tụ điện trở thành nguồn cấp dòng duy nhất cho mạch nguồn và bắt đầu xả năng lượng. Khi xả, điện áp đầu ra bắt đầu giảm cho đến khi bán kỳ tiếp theo xuất hiện. Quá trình thêm tụ sau chỉnh lưu sẽ làm giảm hiện tượng phần gợn và tăng điện áp một chiều. Mặc dù một phần của gợn sóng đã giảm, chúng vẫn xuất hiện vì quá trình sạc – xả này.

gon tu luu

Phần gợn xuất hiện trước tụ lưu

gon sau tu luu

Phần gợn xuất hiện sau tụ lưu

Điều này dẫn đến tác dụng thứ hai của tụ nguồn, đó là lọc. Khi được đặt từ thang một chiều xuống tiếp địa, tụ sẽ làm nhiệm vụ lọc với vai trò là một bộ lọc thông thấp. Một bộ lọc thông thấp bậc một cơ bản được thể hiện ở hình dưới như sau:

so do

Vì tụ điện có trở kháng cao khi có dòng một chiều và thấp hơn khi xuất hiện tần số cao, các tần số cao sẽ được chuyển hướng xuống tiếp địa, cho phần lớn các tần số thấp hơn tần số cắt đi qua. Tần số cắt có thể tính bằng công thức fc = 1/(2πRC) và là tần số xuất hiện hiện tượng biên độ giảm 3dB.

Các tụ nguồn được sử dụng thường là tụ điện hóa do nhu cầu cần có tần số cao để làm nhiệm vụ lọc. Điện dung càng cao, tần số cắt sẽ càng thấp và phần gợn sẽ suy hao càng nhiều. Vì các tụ điện hóa thường sử dụng dung dịch để làm điện cực, các dung dịch này thường sẽ bị khô, từ đó làm tăng điện kháng và giảm điện dung của linh kiện. Điều này sẽ làm giảm hiệu quả lọc thông các tần số thấp do tần số cắt bị dịch chuyển, từ đó dẫn đến việc giảm khả năng suy hao các nhiễu ồn tần số cao hơn. Điện dung suy giảm cũng khiến tụ mất khả năng lưu trữ đủ năng lượng để phục vụ cho những lúc xả dòng, từ đó khiến cho phần gợn lớn hơn và điện áp dòng một chiều thấp đi, cả hai kết hợp khiến cho những lúc cần dòng lớn trở nên khá tệ.

Kết quả là âm thanh lúc này sẽ bị nhiễm một loạt nhiễu ồn tần số cao, mất độ động, giảm công suất đầu ra, dẫn đến việc chất âm rất tệ. Những tụ điện này cuối cùng cũng hỏng, vì thế khi sửa các thiết bị cũ, việc thay chúng luôn là ưu tiên hàng đầu.

Các tụ hóa đã hỏng hoặc sắp hỏng thường có phần nắp bị hở, do xả khí hydro, dẫn đến việc dung dịch bên trong bị rò. Dưới đây là một trong những trường hợp rất nghiêm trọng, có những tụ kể cả chưa để lộ dấu hiệu ra bên ngoài như vậy nhưng vẫn cần phải thay.

tu luu

(Hết kỳ 1)

Bạn có thể xem thêm phần khác tại đây 

Để một ampli cũ tỏa sáng trở lại (phần 2)

Nguyễn Hào